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  <title>JVM 探究（一）：JVM内存模型概念模型 [ H E R O ]</title>
  
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      <h1 class="title">
        JVM 探究（一）：JVM内存模型概念模型
      </h1>
      <span>
        
        <time class="time" datetime="2017-11-12T13:08:53.000Z">
          2017-11-12
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    <div class="post-content">
      <p>作为一个 Java 程序员，不了解 Java 内存模型就不能写出能够充分利用内存的代码。本文通过对 Java 内存模型的介绍，让读者能够了解 Java 的内存的分配情况，适合 Java 初学者或者对 JMM 不熟悉的同学。后面的博客会针对每个部分做更加深入的解释。<br><span id="more"></span></p>
<h2 id="Java-内存模型"><a href="#Java-内存模型" class="headerlink" title="Java 内存模型"></a>Java 内存模型</h2><p>首先通过下图对于 Java 内存模型有一个整体的认识，然后针对不同的区域的作用和存储的内容做进一步的解释。</p>
<p><img src="https://image-hosting-1251780645.cos.ap-beijing.myqcloud.com/fromSina/006tKfTcly1fnvc6jtby5j30r50l9wh2.jpg" alt="Java内存模型"></p>
<h3 id="PC（程序计数器）"><a href="#PC（程序计数器）" class="headerlink" title="PC（程序计数器）"></a>PC（程序计数器）</h3><p>这里的 PC 不是 Personal Computer，而是 Program Counter Register，从名字就可以看出来，这是一个寄存器，用来存储需要执行的指令地址。</p>
<blockquote>
<p>程序计数器（Program Counter (PC)）是在电脑处理器中的一个寄存器，用来指示电脑下一步要运行的指令序列。—WikiPedia</p>
</blockquote>
<p>PC 和其他 JVM 内存区域最大的区别是：</p>
<blockquote>
<p><strong>“此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。</strong>”<br>摘录来自: 周志明. “深入理解Java虚拟机：JVM高级特性与最佳实践（第2版）”。 iBooks.</p>
</blockquote>
<p>像上面的图片一样，PC 是每个线程私有的，对于 Java 方法而言，PC 中存储的是正在执行的虚拟机字节码的内存地址；对于 Native 方法来说，PC 中的值为空（Undefined）。</p>
<h3 id="Java-虚拟机栈和本地方法栈"><a href="#Java-虚拟机栈和本地方法栈" class="headerlink" title="Java 虚拟机栈和本地方法栈"></a>Java 虚拟机栈和本地方法栈</h3><h4 id="虚拟机栈"><a href="#虚拟机栈" class="headerlink" title="虚拟机栈"></a>虚拟机栈</h4><p>无论是在大学的 Java 编程课堂上，还是我们在学习过程编码过程，经常会出现 StackOverFlow，甚至目前最大的技术问答社区的名字也是 StackOverFlow。Java 语言中会产生栈溢出的就是这块内存区域，当你的程序中设置了超过 JVM 规定的递归深度的时候就会触发这个异常。类似 JMM 的其他内存区域，如果虚拟机栈在动态扩展的时候无法申请到足够的内存也会报OOM异常。</p>
<p>Java 语言中每一个方法的执行都对应着一个栈帧（Stack Frame）的创建，栈帧中存储的是局部变量、方法出口等信息，因此对于一个方法的执行而言，所能够使用到的内存是在编译期间就能够完全确定的，在运行期间不会发生变化。在栈帧中，局部变量空间成为 Slot，除了 double 和 long 占有 2 个 slot 外，其他基本数据类型和对象引用都占用 1 个 slot 空间</p>
<h4 id="本地方法栈"><a href="#本地方法栈" class="headerlink" title="本地方法栈"></a>本地方法栈</h4><p>本地方法栈和虚拟机栈最大的区别就是虚拟机栈是为执行 Java 字节码服务的，而本地方法栈是为了虚拟机使用到的 Native 方法服务的。除此之外，Java 虚拟机规范并没有针对本地方法栈的实现做具体规定。在 HotSpot 虚拟机中，本地方法栈和虚拟机栈是共用同一块内存的，不做具体区分。同样，本地方法栈也会产生 OOM 异常和 StackOverFlow 异常。</p>
<h3 id="Java-堆"><a href="#Java-堆" class="headerlink" title="Java 堆"></a>Java 堆</h3><blockquote>
<p>“The heap is the runtime data area from which memory for all class instances and arrays is allocated。” —Java虚拟机规范</p>
</blockquote>
<p>Java 虚拟机规范规定所有的实例对象和数组都应该分配到 Java 堆中。<br>说的通俗一点就是所有 new 出来的对象和数组都会放到该区域，由于现在的收集器都采用分代收集算法，所以在 Java 堆中又分了新生代和老年代，新生代有做了详细的区分。该区域的大小可以通过 JVM 参数 <code>-Xmx</code> 和 <code>-Xms</code> 来设置。</p>
<h4 id="直接内存"><a href="#直接内存" class="headerlink" title="直接内存"></a>直接内存</h4><p>在 JDK1.4 中引入了 NIO，可以通过 Native 方法直接在堆外分配内存，然后通过在堆中存储的引用来对这块内存区域做操作。<strong>注意</strong> 这块区域并不会在 <code>-Xmx</code>和 <code>-Xms</code> 设置的大小之内，因此在设置 JVM 参数的时候要注意考虑这块内存区域，避免设置的内存区域总额大于物理内存</p>
<h3 id="方法区"><a href="#方法区" class="headerlink" title="方法区"></a>方法区</h3><p>Method Area 又叫 NonHeap，也是线程共有的内存区域，用来存：</p>
<ul>
<li>类信息</li>
<li>常量</li>
<li>静态变量</li>
<li>字符串常量池</li>
</ul>
<p>在 JDK1.7 中已经将字符串常量池移出永久代，在 Java8 中更是之内取消了永久代，而是使用了元空间（MetaSpace）来存储这些信息，从而永久代的大小不需要再指定，只要不超出物理内存的限制就不会产生 OOM 异常</p>
<h4 id="运行时常量池"><a href="#运行时常量池" class="headerlink" title="运行时常量池"></a>运行时常量池</h4><p>运行时常量池主要用来存储类的版本、字段、方法、接口等描述信息。常量池（Constant Pool Table）用来存储各种字面量和符号引用。String 的 <code>intern()</code> 方法就是在运行期间将对象放到常量池中的。此部分也会出现 OOM 异常。</p>
<h2 id="JDK8-以及之后的模型"><a href="#JDK8-以及之后的模型" class="headerlink" title="JDK8 以及之后的模型"></a>JDK8 以及之后的模型</h2><p><img src="https://raw.githubusercontent.com/PicGoBed/PicBed/master/2019-07-26-NrXELZ.jpg" alt="pic"></p>

    </div>
    <br>
    <div>全文完。</div>
  </article>
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  <div id="toc" class="toc-article">
    <strong class="toc-title">目录</strong>
    <ol class="toc"><li class="toc-item toc-level-2"><a class="toc-link" href="#Java-%E5%86%85%E5%AD%98%E6%A8%A1%E5%9E%8B"><span class="toc-text">Java 内存模型</span></a><ol class="toc-child"><li class="toc-item toc-level-3"><a class="toc-link" href="#PC%EF%BC%88%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%AE%A1%E6%95%B0%E5%99%A8%EF%BC%89"><span class="toc-text">PC（程序计数器）</span></a></li><li class="toc-item toc-level-3"><a class="toc-link" href="#Java-%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA%E6%A0%88%E5%92%8C%E6%9C%AC%E5%9C%B0%E6%96%B9%E6%B3%95%E6%A0%88"><span class="toc-text">Java 虚拟机栈和本地方法栈</span></a><ol class="toc-child"><li class="toc-item toc-level-4"><a class="toc-link" href="#%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA%E6%A0%88"><span class="toc-text">虚拟机栈</span></a></li><li class="toc-item toc-level-4"><a class="toc-link" href="#%E6%9C%AC%E5%9C%B0%E6%96%B9%E6%B3%95%E6%A0%88"><span class="toc-text">本地方法栈</span></a></li></ol></li><li class="toc-item toc-level-3"><a class="toc-link" href="#Java-%E5%A0%86"><span class="toc-text">Java 堆</span></a><ol class="toc-child"><li class="toc-item toc-level-4"><a class="toc-link" href="#%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E5%86%85%E5%AD%98"><span class="toc-text">直接内存</span></a></li></ol></li><li class="toc-item toc-level-3"><a class="toc-link" href="#%E6%96%B9%E6%B3%95%E5%8C%BA"><span class="toc-text">方法区</span></a><ol class="toc-child"><li class="toc-item toc-level-4"><a class="toc-link" href="#%E8%BF%90%E8%A1%8C%E6%97%B6%E5%B8%B8%E9%87%8F%E6%B1%A0"><span class="toc-text">运行时常量池</span></a></li></ol></li></ol></li><li class="toc-item toc-level-2"><a class="toc-link" href="#JDK8-%E4%BB%A5%E5%8F%8A%E4%B9%8B%E5%90%8E%E7%9A%84%E6%A8%A1%E5%9E%8B"><span class="toc-text">JDK8 以及之后的模型</span></a></li></ol>
  </div>


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    <span>本作品采用</span>
    <a target="_blank" rel="noopener" href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">知识共享署名 4.0 国际许可协议</a>
    <span>进行许可。 转载时请注明原文链接。</span>
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            Java压缩流GZIPStream导致的内存泄露
          </a>
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      cancelAnimationFrame(timer);
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        var oTop = document.body.scrollTop || document.documentElement.scrollTop;
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          document.body.scrollTop = document.documentElement.scrollTop = oTop - 50;
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    function init() {
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      attachEvent();
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    function gameloop() {
      for (var i = 0; i < hearts.length; i++) {
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          document.body.removeChild(hearts[i].el);
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        hearts[i].el.style.cssText = "left:" + hearts[i].x + "px;top:" + hearts[i].y + "px;opacity:" + hearts[i].alpha + ";transform:scale(" + hearts[i].scale + "," + hearts[i].scale + ") rotate(45deg);background:" + hearts[i].color;
      }
      requestAnimationFrame(gameloop);
    }

    /**
     * 设置点击事件
     * 
     * - 回到顶部
     * - 出现爱心
     */
    function attachEvent() {
      var old = typeof window.onclick === "function" && window.onclick;
      var logo = document.getElementById("menu");
      if (logo) {
        logo.onclick = function(event) {
          // returnTop();
          old && old();
          createHeart(event);
        }
      }
      
    }

    function createHeart(event) {
      var d = document.createElement("div");
      d.className = "heart";
      hearts.push({
        el: d,
        x: event.clientX - 5,
        y: event.clientY - 5,
        scale: 1,
        alpha: 1,
        color: randomColor()
      });
      document.body.appendChild(d);
    }

    function css(css) {
      var style = document.createElement("style");
      style.type = "text/css";
      try {
        style.appendChild(document.createTextNode(css));
      } catch (ex) {
        style.styleSheet.cssText = css;
      }
      document.getElementsByTagName('head')[0].appendChild(style);
    }

    function randomColor() {
      // return "rgb(" + (~~(Math.random() * 255)) + "," + (~~(Math.random() * 255)) + "," + (~~(Math.random() * 255)) + ")";
      return "#F44336";
    }

    function addMenuEvent() {
      var menu = document.getElementById('menu-main-post');
      if (menu) {
        var toc = document.getElementById('toc');
        if (toc) {
          menu.onclick = function() {
            if (toc) {
              if (toc.style.display == 'block') {
                toc.style.display = 'none';
              } else {
                toc.style.display = 'block';
              }
            }
          };
        } else {
          menu.style.display = 'none';
        }
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    }

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                  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),
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            $(window).scroll(updateProgress);
            var offset = 50;
            var duration = 550;
            jQuery(window).on('scroll', function () {
                if (jQuery(this).scrollTop() > offset) {
                    jQuery('.progress-wrap').addClass('active-progress');
                } else {
                    jQuery('.progress-wrap').removeClass('active-progress');
                }
            });
            jQuery('.progress-wrap').on('click', function (event) {
                event.preventDefault();
                jQuery('html, body').animate({ scrollTop: 0 }, duration);
                return false;
            })


        });

    })(jQuery);
</script>

  
<!-- for theme: default is false -->
<!-- for page: default is true -->
<!-- 图片查看器实例配置 -->
<script type="text/javascript">
    //默认设置， 可以根据个人需求和喜好进行配置
    //详细参考官方说明
    Viewer.setDefaults({
        //设置初始缩放 default: 1
        zoomRatio: [0.5],
        // 过渡动画
        transition:true,
        // 显示工具条
        toolbar: false,
    });
    //获得content中所有的图片， 不同主题可能有所不同
    //为了和其他的图片区别开来 所以在markdown中插入图片的时候使用独特的记号
    //为了一次性得到所有的图片我这里采用的是class = 'article-image'
    var article = document.querySelector('.post-content');
    if(article!=null) {
        var imageList = article.getElementsByTagName('img');
        //将获取到的HTMLCollections转化成Array
        var imageArray = new Array();
        Array.prototype.forEach.call(imageList, element => {
            imageArray.push(element);
        });
        //设置每个图片成为图片组
        Array.prototype.forEach.call(imageList, element => {
            var viewer1 = new Viewer(element);
            viewer1.images = imageArray;
            viewer1.length = imageArray.length;
        });
    }

    
</script>

  
  <! -- mathjax config similar to math.stackexchange -->

<script type="text/x-mathjax-config">
MathJax.Hub.Config({
tex2jax: {
          inlineMath: [ ['$','$'], ["\\(","\\)"]  ],
                processEscapes: true
                    
}
  
        });
</script>

<script type="text/x-mathjax-config">
MathJax.Hub.Config({
tex2jax: {
            skipTags: ['script', 'noscript', 'style', 'textarea', 'pre', 'code']
                  
}
    
        });
</script>

<script type="text/x-mathjax-config">
MathJax.Hub.Queue(function() {
            var all = MathJax.Hub.getAllJax(), i;
            for(i=0; i < all.length; i += 1) {
                            all[i].SourceElement().parentNode.className += ' has-jax';
                                    
            }
                
        });
</script>

<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/mathjax/2.7.1/MathJax.js?config=TeX-MML-AM_CHTML"></script>

</script>

  
</body>

</html>